JPH04221921A - 斜入射用光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は斜入射用光アイソレータ
に関し、殊に光アイソレータを構成する素子で反射する
光が光源側に戻ることを防止した斜入射用光アイソレー
タに関する。

【０００２】

【従来技術】光源としてレーザダイオード等を用いた光
伝送回路においては、光源が光部品や受光素子等、伝送
回路途中に配置した回路素子で反射することが多く、該
反射光がレーザダイオードの発振器内に戻って再びレー
ザダイオードに入射すると、レーザダイオードの発振動
作を不安定にし、その結果雑音が発生し易くなって伝送
品質が劣化するという問題を生じる。

【０００３】この問題点を解決するために従来より非相
反伝送機能を有する光アイソレータを用い、前記反射戻
り光を低減せしめる手段が一般に用いられている。

【０００４】図３は従来より用いられていた光アイソレ
ータの基本構成を示す図であって、透過偏波方向が互い
に４５度異なるように配置された偏光子１と偏光子（検
光子）３との間にファラデー回転角４５度を与える磁気
光学結晶より構成したファラデー素子５及び該ファラデ
ー素子５に対して磁化を飽和せしめるための永久磁石７
から構成されている。

【０００５】このように構成された光アイソレータにお
いて、レーザダイオード９より出射した光は、図３に示
すように偏光子１を透過することによりＸ軸に平行な直
線偏光となり、次段のファラデー素子５においてその直
線偏光の偏波面が光進行方向（ｚ軸）に直角方向即ち、
ｙ軸方向に４５度回転し、後方の偏光子３に入射する。

【０００６】該偏光子３に入射した直線偏光は、その偏
波方向が該偏光子３の容易透過偏波方向と一致している
ため、損失を受けることなく透過する。

【０００７】一方、光アイソレータに逆方向から入射す
る戻り光は図４に示す如く、偏光子３の容易透過偏波方
向と一致した成分の直線偏光のみが通過し、ファラデー
素子に入射する。

【０００８】該ファラデー素子５は、非相反性のため、
逆方向からの入射光に対しても前述した順方向の場合と
同一方向に４５度回転し、その結果ｙ軸に対し平行な偏
波方向を有する直線偏光が出射し、偏光子１の容易透過
偏光方向と直交しているため該偏光子を透過せず光源で
あるレーザダイオード９に反射光が戻ることがない。と
ころで、光アイソレータの伝送経路上に存する前記各素
子等の光学部品はそれ自体が信号光を反射させるため、
この反射光が光源に戻ると、上記の場合と同様に光源た
るレーザダイオードの発振が不安定化する。

【０００９】この問題を解決するため従来は、素子等の
表面にアンチ・リフレクションコーティング（ＡＲ）を
施して反射を抑えていたが、上記コーティングに要する
コストが高くなるという問題であった。

【００１０】このようなところから、従来図５に示すよ
うに光アイソレータ全体を光路に対して所定角度θだけ
傾けることによって各素子１、３、５からの各反射光Ｒ
、Ｒ、Ｒがレーザダイオード９に戻り入射しないように
構成することにより低コストで反射光による影響を回避
する対策が行われていた。

【００１１】上記各対策によって戻り光及びアイソレー
タ内部素子の反射光による影響を解消しており夫々一応
の効果は達成している。

【００１２】ところで、従来の光アイソレータに用いら
れる偏光子としては、一般にルチル結晶が用いられてお
り、このルチル結晶を偏光子として用いる限り、アイソ
レータ全体を傾けて設置しても特性上問題は生じないが
、ルチル結晶には高価であるという欠点がある。

【００１３】このため、コスト低減対策としては、偏光
子として低廉な偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚ
ｅｄ　　Ｂｅａｍ　　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ。以下、「ＰＢ
Ｓ」という。）を用いることが好ましい。偏光ビームス
プリッタは、周知のように二つの直角プリズムの端面同
志を全体形状が立方体或は直方体となるように接合する
とともに、該接合面に偏光膜を介在させたものであるが
、ルチル結晶と異なり透過する偏光面方向が一義的に決
まっているため、入射光の偏波方向と偏光ビームスプリ
ッタの透過偏光面方向との間の関係が僅かでも捻じれて
平行でなくなると透過率が低下するという特性を有して
いる。

【００１４】このため、コスト低減のためにルチル結晶
に代えて偏光ビームスプリッタを偏光子として用いた場
合に、素子反射光による戻りを防止するために上記許容
角度の範囲内でアイソレータ全体を伝送経路に対して所
定角度傾けて設置することが不可能である。

【００１５】その理由は、上記のようにアイソレータ内
に配置される２つの偏光ビームスプリッタの法線は互い
に４５度捻じれた位置関係で配置されているため、前方
の偏光ビームスプリッタ１の法線とレーザダイオード９
の偏波面との平行性を維持し得る範囲内でアイソレータ
全体を傾斜させたとしても後方のビームスプリッタの偏
波面がファラディ素子を通過した光のそれをずれたもの
となり、該偏光ビームスプリッタ１を透過してからファ
ラデー素子５によって偏波面を４５度回転された後の透
過光の偏波面は、後方の偏光ビームスプリッタ３の透過
偏波方向と平行でないものとなる。このため、光透過損
失が極めて大きくなる。

【００１６】

【発明の目的】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、コスト低減を実現するために偏光ビームスプリッタ
を偏光子として用いるとともに、透過損失を増加するこ
となくビームスプリッタ内部素子面からの反射光の戻り
を防止することができる斜入射用光アイソレータを提供
することを目的としている。

【００１７】

【発明の概要】上記目的を達成するため本発明は、光源
光の光路上に配置したファラデー回転子と、該ファラデ
ー回転子の前後位置に夫々配置した偏光子とを備えた光
アイソレータにおいて、前記２つの偏光子を偏光ビーム
スプリッタによって構成すると共に、前記ファラデー回
転子と２つの偏光子の各入射面に対する前記光源光の入
射角度を夫々該入射光の透過率を低下させない方向に傾
斜するように設定したことを特徴としている。即ち、従
来の如く、アイソレータ全体を傾けることを止めて、ア
イソレータ内部素子を夫々個別に傾斜させたことを特徴
とするものである。

【００１８】

【発明の実施例】以下、添付図面に示した好適な実施例
に基づいて本発明を詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例の概略構成を示す
説明図であり、この光アイソレータ２０は、透過偏波方
向が互いに４５度異なるように配置された偏光ビームス
プリッタ（偏光子）２１と２３との間にファラデー回転
角４５度を与える磁気光学結晶より構成したファラデー
素子２５及び該ファラデー素子２５を磁化せしめるため
の永久磁石２７から構成されている。

【００２０】この実施例は、レーザダイオード２９から
の光源光Ｌに対する各偏光ビームスプリッタ２１、２３
の各入射面の姿勢を、直交入射する姿勢よりも夫々所定
角度θ１　だけ傾斜するように配置した構成が特徴的で
ある。

【００２１】同図において鎖線で示しているのが、図３
の従来例の素子の配置状態であり、実線で示しているの
が本発明の実施例の配置状態である。

【００２２】この図から明らかなように従来は入射面２
１ａ，２３ａが光源光Ｌと直交するように偏光ビームス
プリッタを配置していたのに対して、本発明では各偏光
ビームスプリッタ２１、２３を上記直交する姿勢よりも
所定角度θ１　だけ容易透過偏波方向と平行に傾斜させ
ている。

【００２３】図２（ａ）　は、図１の偏光ビームスプリ
ッタ２１の入射面２１ａの正面図であり、点線は容易透
過偏波方向を示す仮想線である。この偏光ビームスプリ
ッタ２１は点線で示す容易透過偏波方向に平行に入射面
２１ａが背面の出射面よりも上向きとなるように傾斜し
ているため、ｘ軸方向の偏波面を有した入射光を透過率
を低下させることなく透過させることができる。

【００２４】また、後方の偏光ビームスプリッタ２３の
容易透過偏波方向は、図２（ｂ）　に示すように前方の
偏光ビームスプリッタ２１の容易透過偏波方向に対して
４５度回転した状態に設定されているとともに、点線で
示す容易透過偏波方向に平行にθ１　だけ傾斜している
。このため、ファラデー素子２５によって４５度回転し
た偏波面を有した入射光を透過率を低下させることなく
透過させることができる。

【００２５】尚、ファラデー素子２５は方向性を有しな
いため、いずれの方向に傾斜させてもよい。

【００２６】このように構成した光アイソレータにおい
て、レーザダイオード２９より出射し偏光子２１を透過
した光成分はＸ軸に平行な直線偏光となり、次段のファ
ラデー素子２５においてその直線偏光の偏波面がｙ軸方
向に４５度回転し、後方の偏光子２３に入射する。

【００２７】該偏光子２３に入射した直線偏光は、その
偏波方向が該偏光子２３の容易透過偏波方向と一致して
いるため、損失を受けることなく透過する。

【００２８】一方、光アイソレータに逆方向から入射す
る戻り光は前記従来例において説明したのと同様に偏光
子２３の容易透過偏波方向と一致した成分の直線偏光の
みが通過し、ファラデー素子２５に入射する。

【００２９】該ファラデー素子２５は、非相反性のため
、前述した順方向の場合と同一方向に４５度回転し、そ
の結果ｙ軸に対し平行な偏波方向を有する直線偏光が出
射し、偏光子１の容易透過偏光方向と直交しているため
該偏光子を透過せず光源であるレーザダイオード２９に
反射光が戻ることがない。

【００３０】次に、上記各素子２１、２５及び２３で反
射してレーザダイオード２９に戻ろうとする各反射光は
、各素子２１、２５、２３の入射面が光源光の光軸に対
してθ１　だけ傾いている為に、レーザダイオード２９
に入射することがなくなる。

【００３１】前記各偏光ビームスプリッタ２１、２３と
しては、例えば夫々２つの直角プリズムを立方体或は直
方体となるように接合するとともに、互いの接合面にＳ
ｉとＳｉＯ　２の薄膜を多層に積層したものを用いる。 尚、一般には円筒中に上述した各素子を配置し該円筒自
体を永久磁石にするか、円筒周面に永久磁石を付加した
構成となろう。

【００３２】上述のように本発明に於ては光アイソレー
タを構成する各素子の入射面を夫々光源光の光軸方向と
直交する姿勢よりも所定角度傾斜させるとともに、偏光
ビームスプリッタからなる偏光子の該傾斜方向を偏光子
の容易透過偏光方向と光の偏波面との平行性を維持し得
る方向となるように設定しているため、消光比の劣化を
防ぎながらも、素子からの反射光が光源に戻ることを防
止できる。

【００３３】なお、従来の光アイソレータにおいて、各
偏光ビームスプリッタ等の素子自体を傾斜させる構成に
ついて何人も想到しなかった理由は、偏光子として従来
のようにルチル結晶を用いる限り、どのように傾斜させ
ても消光比の劣化が生じない。

【００３４】従って、図５に示す如く、夫々の素子をす
べて平行に配置した光アイソレータ全体を僅か傾ける方
が、夫々の素子を傾けるより、はるかに製造が容易であ
ったからであろう。

【００３５】これに対して本発明者は、上記不利益を甘
受しても余りあるメリットとして、上記構成が消光比の
劣化を招くことなく戻り光の光源への入射を防止するこ
とができるという効果を発見し、この発見に基づいて本
発明を完成するに至ったものである。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コスト低
減を実現するために偏光ビームスプリッタを偏光子とし
て用いるとともに、各素子の入射面に対する光源光の入
射角度を９０度よりも所定角度傾けて設定して素子面か
らの反射光の戻りを防止した場合においても、偏光ビー
ムスプリッタの光透過率が低下することを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光アイソレータにおける各
素子の配置を示す説明図。

【図２】（ａ）　は本発明における前方の偏光ビームス
プリッタの入射面の正面図、（ｂ）　は後方の偏光ビー
ムスプリッタの入射面の正面図である。

【図３】従来の光アイソレータの構成説明図。

【図４】図２の光アイソレータに逆方向から入射する戻
り光の説明図。

【図５】他の従来に係る光アイソレータの配置状態説明
図である。

【符号の説明】

１、２１　　偏光子（偏光ビームスプリッタ）３、２３
　　偏光子（偏光ビームスプリッタ）５、２５　　ファ
ラデー素子 ７、２７　　永久磁石 ９、２９　　レーザダイオード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源の光路上に配置したファラデー回
   転子と、該ファラデー回転子の前後位置に夫々配置した
   偏光子とを備えた光アイソレータにおいて、前記２つの
   偏光子を偏光ビームスプリッタによって構成すると共に
   、前記ファラデー回転子と２つの偏光子の各入射面に対
   する前記光源光の入射角度を夫々該入射光の透過率を低
   下させない方向に傾斜するように設定したことを特徴と
   する斜入射光アイソレータ。
2. 【請求項２】　　前記偏光ビームスプリッタは、２つの
   直角プリズムを立方体又は直方体等の６面体となるよう
   に接合するとともに、互いの接合面にＳｉとＳｉＯ　２
   の薄膜を多層に積層してなることを特徴とする請求項１
   記載の斜入射用光アイソレータ。
3. 【請求項３】　　前記偏光ビームスプリッタの傾斜方向
   が、該偏光ビームスプリッタを構成する前記プリズム接
   合面の法線が透過直進する偏光光の偏光面と平行である
   ことを特徴とする請求項（１）　又は請求項２記載の斜
   入射用光アイソレータ。